CN113501890B - 一种多花黄精多糖的提取方法及多花黄精多糖的应用 - Google Patents

一种多花黄精多糖的提取方法及多花黄精多糖的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多花黄精多糖的提取方法及多花黄精多糖的应用。本发明的提取方法包括：将多花黄精根茎粉体采用热水热提后预醇沉分离，得到第一上清液；将第一上清液进行第一醇沉，得到第二上清液；将第二上清液至少进行一次醇沉，分离得到的沉淀物为多花黄精多糖。本发明通过热提‑分级醇沉法提取得到具有双向保润性的多花黄精多糖，其数均分子量在2×103～8×105Da且重均分子量在2×103～10×105Da，其保润性和防潮性优于现有烟草使用的保润剂和防潮剂，可作为烟草优良的保润剂和防潮剂使用。此外，经过电子舌感官评价和GC‑MS分析，本发明提取得到的多花黄精多糖还可以改善烟草香气，提升烟草抽吸口感和余味。

Description

一种多花黄精多糖的提取方法及多花黄精多糖的应用
技术领域
本发明涉及了一种多花黄精多糖的提取方法及多花黄精多糖的应用，属于天然产物的提取与应用技术领域。
背景技术
烟草是一种毛细多孔体物料，保润剂是卷烟的主要添加剂，能使烟样的平衡含水率显著增加，减轻卷烟的干燥感和刺激性。目前国内外一些卷烟品牌的烟丝常添加多元醇类保润剂如甘油、丙二醇、山梨醇等，植物多糖含有丰富的羟基和氢键，可与水分子形成氢键，减少水分的挥发或捕集空气中的水分，保持含水率的相对稳定，达到较好的物理保润和感官保润效果。
但上述烟草保润剂在高湿环境中的防潮效果差，存在吸湿后水分向卷烟纸转移，增加卷烟表面出现黄斑缺陷的可能性，不仅影响烟支的外观质量，还影响卷烟的感官品质。并且烟草在添加上述保润剂制备成卷烟后，其抽吸舒适度也会出现下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：多元醇类烟草保润剂在高湿环境中的防潮效果差，存在吸湿后水分向卷烟纸转移从而影响影响卷烟的品质等问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多花黄精多糖的提取方法，包括以下步骤：
步骤1：将多花黄精根茎粉体和热水混合进行热提，所得提取液浓缩后加入乙醇进行预醇沉，离心分离后得到第一上清液；所述的预醇沉体系中的乙醇体积浓度为20～40％；
步骤2：在第一上清液中加入乙醇进行第一醇沉，离心分离后得到第二上清液；所述的第一醇沉体系中的乙醇体积浓度为40～45％；
步骤3：第二上清液至少进行一次醇沉，离心分离后得到的沉淀物为多花黄精多糖；所述醇沉体系中的乙醇体积浓度为60～90％。
优选地，所述步骤1中的多花黄精根茎粉体的质量和热水的体积比为1g:10～30mL；所述的多花黄精根茎粉体的粒径≤0.250mm。
优选地，所述步骤1中热提的温度为60～100℃，时间为1～5h。
优选地，所述步骤1中的提取液浓缩至原体积的15～30％；所述的预醇沉的条件为：温度1～4℃，沉淀时间5～12h。
优选地，所述步骤3中对第二上清液进行两次醇沉，两次醇沉后得到的沉淀物为多花黄精多糖；所述的两次醇沉中，第一次醇沉体系的乙醇体积浓度小于第二次醇沉体系的乙醇体积浓度。
优选地，所述步骤2中的第一醇沉和步骤3中的醇沉的条件均为：温度1～4℃，沉淀时间5～12h。
优选地，所述步骤1～3中的离心分离的条件为：离心转速5000～8000r/min，离心时间20～40min。
本发明还提供了上述的多花黄精多糖的提取方法提取得到的多花黄精多糖，所述多花黄精多糖的数均分子量在2×103～8×105Da且重均分子量在2×103～10×105Da。
本发明还提供了上述的多花黄精多糖作为烟草保润剂和/或防潮剂的应用。
优选地，所述应用中多花黄精多糖的添加量为烟草重量的0.1～0.6wt％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明采用热提-分级醇沉法得到具有双向保润性的多花黄精多糖，其数均分子量在2×103～8×105Da且重均分子量在2×103～10×105Da，其保润性和防潮性优于现有烟草使用的保润剂和防潮剂，可作为烟草优良的保润剂和防潮剂使用；
2.经过电子舌感官评价和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析，本发明提取得到的多花黄精多糖还可以改善烟草香气，提升烟草的抽吸口感和余味。
附图说明
图1为实施例1-1料液比与多花黄精多糖提取得率的曲线图；
图2为实施例1-2混合温度与多花黄精多糖提取得率的曲线图；
图3为实施例1-3混合时间与多花黄精多糖提取得率的曲线图；
图4为液料比与混合温度对多花黄精多糖得率的交互影响图；
图5为液料比与混合时间对多花黄精多糖得率的交互影响图；
图6为混合温度与混合时间对多花黄精多糖得率的交互影响图；
图7为实施例2各分级醇沉多花黄精多糖组分的分子量分布图；
图8为实施例2不同样品在RH81％条件下的吸湿率曲线图；
图9为实施例2不同样品在RH43％条件下的保湿率曲线图；
图10为实施例3中PCP60和PCP85对DPPH和ABTS清除效果图；
图11为实施例4添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图12为实施例4添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图13为实施例5添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图14为实施例5添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图15为实施例6添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图16为实施例6添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图17为实施例7添加不同保润剂的烟丝经过电子舌的感官数据雷达图；
图18为对比例1添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图19为对比例1添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图20为对比例1不同样品在RH81％条件下不同时刻的含水率曲线图；
图21为对比例1不同样品在RH33％条件下不同时刻的含水率曲线图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1-1
分别设置料液比为1g:10mL、1g:15mL、1g:20mL、1g:25mL、1g:30mL，按照设置的料液比将多花黄精根茎粉体和热水混合，多花黄精根茎粉体粒径为80目。每种料液比设置三个平行例，混合温度80℃，混合时间为2h，得到上清液，将上清液浓缩后，干燥得到多花黄精多糖。
上述所得多花黄精多糖的得率按照下式进行计算：
多糖得率＝多花黄精多糖质量(g)/多花黄精根茎粉体(g)。
不同料液比下，经与热水混合热提得到的多花黄精多糖提取得率如表1所示，以此所得多糖得率与料液比的关系曲线如图1所示。
表1不同料液比热提的多花黄精多糖提取得率
料液比/g/mL 多糖得率/g/g SD/g/g RSD/％
1：10 0.363 0.000 0.12％
1:15 0.370 0.007 4.27％
1:20 0.389 0.004 1.01％
1:25 0.407 0.004 0.86％
1:30 0.351 0.006 1.67％
由表1和图1可以看出，随料液比的增加，多花黄精多糖得率增加，在料液比为1g∶25mL时多花黄精多糖的得率达到最大，此时，多花黄精多糖得率可达0.407±0.004g/g。
实施例1-2
分别设置混合温度为60、70、80、90、100℃，将多花黄精根茎粉体和热水混合，多花黄精根茎粉体粒径为80目。每种温度设置三个平行例，设置料液比为1g：25mL，混合时间为2h，得到上清液，将上清液浓缩后，干燥得到多花黄精多糖。
按照实施例1-1中公式对上述所得多花黄精多糖的得率进行计算。不同温度下，经与热水混合热提得到的多花黄精多糖提取得率如表2所示，以此所得多糖得率与混合温度的关系曲线如图2所示。
表2不同混合温度热提的多花黄精多糖提取得率
Figure BDA0003169428920000041
Figure BDA0003169428920000051
由表2和图2可以看出，随着温度的升高，多糖的得率提高，当温度为80℃时，多花黄精多糖得率达到最大值0.414±0.010g/g。
实施例1-3
分别设置混合时间为1h、2h、3h、4h和5h，将一定量的多花黄精根茎粉体和热水混合，多花黄精根茎粉体粒径为80目。每种混合时间设置三个平行例，设置料液比为1g：25mL，混合温度为80℃，得到上清液，将上清液浓缩后，干燥得到多花黄精多糖。
同样根据实施例1-1中公式对上述所得多花黄精多糖的得率进行计算。不同混合时间下，经与热水混合热提得到的多花黄精多糖提取得率如表3所示，以此所得多糖得率与混合时间的关系曲线如图3所示。
表3不同混合时间热提的多花黄精多糖提取得率
混合时间/h 多糖得率/g/g SD/g/g RSD/％
1 0.398 0.007 1.69％
2 0.410 0.005 1.23％
3 0.403 0.006 1.52％
4 0.387 0.009 2.30％
5 0.395 0.001 0.30％
由表3和图3可以看出，随着混合时间的增加，多糖提取得率增加，当提取时间为2h时达到最高值0.410±0.005g/g。继续增加提取时间，可能存在多糖降解现象，得率反而有所减少。
采用Design-Expert 9.0软件进行响应面优化及验证。以料液比1g：25mL、提取温度80℃、提取时间2h作为响应面优化中心点，采用料液比、混合温度和混合时间为响应面优化条件对得到的多花黄精多糖提取率进行条件优化及验证。同时观察料液比和混合温度、料液比与混合时间、混合温度和混合时间的交互作用对多花多糖提取得率的影响，依次构建相应面交互影响图如图4～6所示。响应面模型方差分析结果如表4所示。
表4响应面模型方差分析
来源 平方和 自由度 均方 F P
模型 0.0042 9 0.0005 4.23 0.0353 显著
A-料液比 0.0003 1 0.0003 2.63 0.1486
B-提取温度 0.0012 1 0.0012 10.76 0.0135
C-提取时间 0.0001 1 0.0001 0.8333 0.3917
AB 0.000004 1 0.000004 0.0366 0.8538
AC 0.0001 1 0.0001 0.5853 0.4693
BC 0.0001 1 0.0001 0.8253 0.3938
A<sup>2</sup> 0.0012 1 0.0012 11.36 0.0119
B<sup>2</sup> 0.0004 1 0.0004 3.79 0.0925
C<sup>2</sup> 0.0005 1 0.0005 5.03 0.0599
残差 0.0008 7 0.0001
失拟项 0.0004 3 0.0001 1.84 0.2796 不显著
误差 0.0003 4 0.0001
总离差 0.0049 16
根据表4以及图4～6，可以获得拟合方程为：y＝0.4386-0.006A+0.0121B-0.0034C+0.0010AB-0.004AC+0.0048BC-0.0017A2-0.0099B2-0.0114C2，(R2＝0.8446P＝0.0373<0.05)。其中，A为混合温度，B为液料比，C为混合时间，A2代表料液比平方对提取得率的影响，B2为代表混合温度平方对提取得率的影响，C2代表混合时间平方对提取得率的影响，AB代表料液比与混合温度交互作用对提取得率的影响，AC代表料液比与混合时间交互作用对提取得率的影响，BC代表混合温度与混合时间交互作用对提取得率的影响。
对图4～6的交互影响结果进行方差分析，方差分析结果表明，拟合得到的回归方程P＜0.05，表示该模型在本试验研究范围内有统计学意义。由表4可知，因素B、A2对多糖得率有显著影响(P＜0.05)，A、C、AB、AC、BC、B2、C2因素影响不显著(P＞0.05)，因素AB、AC、BC交互作用无显著影响(P＞0.05)，各因素对提取率影响排序为B＞A＞C，即混合温度>液料比>混合时间。本试验模型拟合极显著(P＜0.05)，失拟项P＞0.05，说明数学模型具有较好的预测性。根据拟合方程，采用Design-Expert 9.0软件分析得出，热水浸提法提取多花黄精多糖的最优工艺条件为：料液比1g：27mL；混合温度为79℃；混合时间1.6h；多花黄精多糖提得率可达0.427g/g。
实施例2
将粒径为80目的多花黄精根茎粉体和热水以料液比1：27g/mL混合热提，混合热提温度为79℃；热提时间为1.6h，获得多花黄精多糖热提取液；将所得提取液浓缩至原体积的20％，添加无水乙醇，使提取液中乙醇体积浓度达到20％，静置沉淀，进行离心分离获得多糖沉淀和第一上清液；向所得第一上清液添加无水乙醇，调整乙醇体积浓度为40％，静置沉淀，进行离心分离获得多糖沉淀和第二上清液；再向所得第二上清液添加无水乙醇，调整乙醇体积浓度为60％，静置沉淀，进行离心分离获得多糖沉淀和第三上清液；最后继续在分离所得上清液添加无水乙醇，调整乙醇体积浓度为85％，静置沉淀，进行离心分离获得多糖沉淀和上清液；并每次醇沉时均同时收集得到的多糖沉淀。依次将收集到的多糖沉淀按醇沉时体系中乙醇的体积浓度值命名为PCP20，PCP40，PCP60，PCP85。
将上述多糖醇沉样品分别进行如下测试：
1.按照下式计算各分级醇沉所得多花黄精多糖组分的含量：
各分级醇多糖组分含量＝(分级醇沉多糖质量(g)/总多花黄精多糖质量(g))×100％；
测试结果如表5所示。
表5各分级醇沉多花黄精多糖组分的含量
Figure BDA0003169428920000071
Figure BDA0003169428920000081
2.采用美国Waters HPLC高效液相色谱仪(Waters 2695)测量不同分级醇沉多花黄精多糖组分的分子量分布，测试结果如表6所示，各分级醇沉多花黄精多糖组分的分子量分布如图7所示。
表6不同分级醇沉多花黄精多糖组分的分子量分布
样品 Mn/Da Mw/Da Mw/Mn
PCP20 2.323×10<sup>3</sup>～3.352×10<sup>3</sup> 3.316×10<sup>3</sup>～4.440×10<sup>3</sup> 1.050～2.303
PCP40 1.833×10<sup>3</sup>～2.475×10<sup>3</sup> 2.588×10<sup>3</sup>～3.480×10<sup>3</sup> 1.113～1.829
PCP60 6.512×10<sup>5</sup>～3.397×10<sup>3</sup> 9.046×10<sup>5</sup>～4.047×10<sup>3</sup> 1.191～2.160
PCP85 2.563×10<sup>3</sup>～3.254×10<sup>3</sup> 3.311×10<sup>3</sup>～4.056×10<sup>3</sup> 1.069～1.467
由表6和图7可以看出，从醇沉多糖主要分子量分布分析，PCP60和PCP85的多花黄精多糖的分子量要比PCP20和PCP40的大，PCP20和PCP40分子量小的原因是因为在进行分步醇沉的过程中，大分子量的多糖带下来较多的小分子多糖，因此，PCP20和PCP40的主要组分是以小分子量的多糖为主。同时也就说明了为什么PCP60和PCP85的多花黄精多糖具有更好的吸湿保湿性能。
3.采用高效阴离子色谱仪测量不同分级醇沉多花黄精多糖组分的单糖组成，测量结果如表7所示。
表7不同分级醇沉多花黄精多糖组分的单糖组成
Figure BDA0003169428920000082
从表7可以看出，经分级醇沉后多糖样品其单糖组成主要含有葡萄糖和半乳糖，其中PCP60与其他组分有明显的不同，其中葡萄糖的组分只有11.88％，但是半乳糖和半乳糖醛酸的含量高达61.88％和15.74％，而PCP85的多糖在各单糖组成上分布的比较平均，甘露糖含量要比其他组分要高。
4.将醇沉所得的多花黄精多糖PCP20，PCP40，PCP60，PCP85以及山梨醇和透明质酸分别放置于60℃烘箱内干燥至恒重。分别准确称取0.2g样品于小培养皿，随后置于25℃，相对湿度(RH)81％干燥器中，放置2、4、6、8、12、24和48h后，精确称取各试样的质量，由样品吸湿前和吸湿后的质量差求吸湿率。按照下式计算不同样品的吸湿率：
吸湿率＝((吸湿后样品质量-干燥样品质量)/干燥样品质量)×100％；
所得不同样品在RH81％条件下不同时间静置后所得吸湿率如表8所示，所得不同样品在RH81％条件下的吸湿率曲线如图8所示。
表8不同样品在RH81％条件下的吸湿率
Figure BDA0003169428920000091
从表8和图8可以看出，PCP60和PCP85在RH81％与常用保湿剂透明质酸相比，吸湿性差，即具更好的防潮性能。
5.在防潮性能实验48h时记录各样品吸湿后的重量作为样品保湿的的首重，之后将培养皿置于25℃、RH43％的干燥器中，放置2、4、6、8、12、24和48h后，精确称取各试样的质量，由样品失水后的重量比样品保湿首重求保湿率。按照下式计算不同样品的保湿率：
保湿率＝(失水后样品质量/干燥样品质量)×100％；
所得不同样品在RH43％条件下不同时间静置后所得保湿率如表9所示，所得不同样品在RH43％条件下的保湿率曲线如图9所示。
表9不同样品在RH43％条件下的保湿率
Figure BDA0003169428920000101
从表9和图9可以看出，PCP60和PCP85在RH43％与常用保润剂透明质酸相比，具有更好的保润效果。
6.分别采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)测定PCP60和PCP85多糖抗氧化性能。
配制0.1mmol/L的DPPH乙醇溶液，然后使用96孔板，分别配制5个梯度(分别为40，20，10，5，2.5mg/ml)的PCP60和PCP85两种多糖溶液，分别向PCP60和PCP85两种多糖溶液加入0.1mmol/L的DPPH的无水乙醇溶液，在恒温25℃下避光反应30min，在517nm出测吸光值，以蒸馏水代替PCP做空白对照，以无水乙醇代替DPPH的无水乙醇溶液。按照下式计算DPPH清除率：
DPPH清除率＝(1-(Ai-Aj)/A0)×100％；
其中，Ai:样品添加DPPH后的吸光度；Aj:样品添加无水乙醇的吸光度；A0:蒸馏水添加DPPH后的吸光度。
采用碧云天总抗氧化能力检测试剂盒(ABTS法)测定。按照下式计算ABTS清除率：
ABTS清除率＝(1-(Ai-Aj)/A0)×100％；
其中，Ai:样品添加ABTS后的吸光度；Aj:样品添加蒸馏水的吸光度；A0:蒸馏水添加DPPH后的吸光度。
PCP60和PCP85对DPPH和ABTS清除效果曲线如图10所示，IC50表示对自由基清除率达到一半时的样品浓度。由图10可以看出，PCP60和PCP85对DPPH的清除效果较好，IC50分别为5.77、4.65mg/mL。醇沉的多糖对ABTS清除效果一般，IC50分别为9.62、15.50mg/mL。
实施例4
将粒径为80目的多花黄精根茎粉体和热水以料液比1g：27mL混合热提，混合热提温度为79℃；混合时间为1.6h，获得多花黄精多糖热提取液；将提取液液浓缩至原体积的20％，向提取液中添加无水乙醇，使提取液中乙醇浓度达到40％，在4℃条件下，醇沉过夜，去沉淀，收集上清液，然后再次向上清液中添加乙醇至乙醇浓度达到多糖提取液体系的60％，在4℃下，醇沉过夜，离心，收集沉淀，将沉淀进行冷冻干燥，得到多花黄精多糖烟草，记为PCP40-60。
采用实施例4所得多花黄精多糖烟草PCP40-60进行烟草防潮保润样品溶液制备：将PCP40-60和去离子水混合分别制备得到质量分数为0.5％，1％，2％的多花黄精多糖水溶液。同时，分别以1wt％的丙二醇溶液和1wt％的甘油溶液为对照样品，空白对照为纯净水。
1.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分别设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，将称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为81％，每隔一定时间记录样品的重量，按照下式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH81％条件下不同时间静置后所得含水率如表10所示，所得不同样品在RH81％条件下的含水率曲线如图11所示。
表10添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000121
由表10和图11可以看出，在RH81％条件下，添加不同保润剂的烟丝含水率都要低于未添加保润剂的烟丝，表明添加保润剂后能够改善烟丝在高湿的吸水特性。在添加1％的PCP40-60多糖保润剂后，烟丝经过12h之后的含水率变化量为18.39％，小于添加1％丙二醇含水率变化量18.79％。同时，添加2％的PCP40-60多糖保润剂的烟丝在12h时的含水率以及12h内的含水率变化量均小于添加1％丙二醇和1％甘油的烟丝，其防潮效果要高于常规的烟丝保润剂丙二醇和甘油的防潮效果。
2.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分别设置三个平行试验，每个平行试验，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为33％。每隔一定时间记录样品的重量至最后烟丝重量变化≤5mg后终止记录，按照下式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)*100％。
所得不同样品在RH33％条件下不同时间静置后所得含水率如表11所示，所得不同样品在RH33％条件下的含水率曲线如图12所示。
表11添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000131
由表11和图12可以看出，在低湿33％RH条件下，添加常规保润剂1％甘油和1％丙二醇对烟丝有保润效果，添加1％PCP40-60多花黄精多糖保润剂的烟丝在12h时含水率接近甚至超过添加常规保润剂1％甘油和1％丙二醇的烟丝含水率，并且12h内含水率的变化量为6.88％，小于添加1％的甘油和1％的丙二醇的烟丝，表现出更优的保润性。当PCP40-60多糖质量浓度增加至2％时，对烟丝的保润效果改善更为明显，更优于于1％的甘油和1％的丙二醇。
实施例5
将粒径为80目的多花黄精根茎粉体和热水以料液比1g：27mL混合热提，混合热提温度为79℃；混合时间为1.6h，获得多花黄精多糖热提取液，将提取液液浓缩至原体积的20％，向提取液中添加无水乙醇，使提取液中乙醇浓度达到40％，在4℃条件下，醇沉过夜，去沉淀，收集上清液；然后再次向上清液中添加乙醇至乙醇浓度达到多糖提取液体系的85％，在4℃下，醇沉过夜，离心，收集沉淀，将沉淀进行冷冻干燥，得到多花黄精多糖烟草保润剂PCP40-85。
采用实施例5所得多花黄精多糖烟草PCP40-85进行烟草防潮保润样品溶液制备：将PCP40-85和去离子水混合分别制备得到质量分数为0.5％，1％，2％的多花黄精多糖水溶液。同时，分别以质量分数为1％的丙二醇溶液和甘油溶液为对照样品，空白对照为纯净水。
1.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，将称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为81％，每隔一定时间记录样品的重量，按照下式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH81％条件下不同时间静置后所得含水率如表12所示，所得不同样品在RH81％条件下的含水率曲线如图13所示。
表12添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000141
由表12和图13可以看出，在RH81％条件下，添加不同保润剂的烟丝含水率都要低于未添加保润剂的烟丝，表明添加保润剂后能够改善烟丝在高湿条件下的吸水特性。同时，当添加的PCP40-85多花黄精多糖保润剂的质量分数为1％和2％时，烟丝的防潮效果要优于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝。
2.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分别设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为33％。每隔一定时间记录样品的重量至最后烟丝重量变化≤5mg后终止记录，按照下式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH33％条件下不同时间静置后所得保湿率如表13所示，所得不同样品在RH33％条件下的保湿率曲线如图14所示。
表13添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000151
由表13和图14可以看出，在低湿33％RH条件下，添加常规保润剂1％甘油和1％丙二醇对烟丝有保润效果，当添加质量分数为0.5％和1％的PCP40-85多花黄精多糖保润剂后，烟丝含水率和添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝含水率相近，并且当PCP40-85的质量分数为1％时，烟丝含水率的变化量为8.03％，优于添加1％丙二醇烟丝的8.65％。并且，当PCP40-85多花黄精多糖质量浓度增加至2％时，对烟丝的保润效果有明显的改善，其在12h时的含水量高于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝，其12h内的含水率变化量为7.17％，小于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝，表明其保润性能优于1％甘油和1％丙二醇。
实施例6
将粒径为80目的多花黄精根茎粉体和热水以料液比1g：27gmL混合热提，混合热提温度为79℃；混合时间为1.6h，获得多花黄精多糖热提取液，将提取液液浓缩至原体积的20％，向提取液中添加无水乙醇，使提取液中乙醇浓度达到40％，在4℃条件下，醇沉过夜，去沉淀，收集上清液，然后再次向上清液中添加乙醇至乙醇浓度达到多糖提取液体系的60％，在4℃下，醇沉过夜，离心，收集上清液，向上清液中添加乙醇至乙醇浓度达到多糖提取液体系的85％，在4℃下，醇沉过夜，离心，收集沉淀，将沉淀进行冷冻干燥，得到多花黄精多糖烟草保润剂PCP40-60-85。
采用实施例6所得多花黄精多糖烟草PCP40-60-85进行烟草防潮保润样品溶液制备：将PCP40-60-85和去离子水混合分别制备得到质量分数为0.5％，1％，2％的多花黄精多糖水溶液。同时，分别以质量分数为1％的丙二醇溶液和质量分数为1％的甘油溶液为对照样品，空白对照为纯净水。
1.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，将称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为81％，每隔一定时间记录样品的重量，按照下式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH81％条件下不同时间静置后所得吸湿率如表14所示，所得不同样品在RH81％条件下的吸湿率曲线如图15所示。
表14添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000161
Figure BDA0003169428920000171
由表14和图15可以看出，在RH81％条件下，添加不同保润剂的烟丝含水率都要低于未添加保润剂的烟丝，表明添加保润剂后能够改善烟丝在高湿的吸水特性。当PCP40-60-85多糖保润剂的质量分数为1％时，12h时的烟丝含水率小于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝，12h内的含水率变化量为16.94％，小于添加1％甘油烟丝的18.79％和1％丙二醇烟丝的18.03％，表明在此浓度下的多糖保润剂的保润效果已优于常规保润剂。当质量分数为2％时，PCP40-60-85多糖保润剂的防潮效果更明显高于1％丙二醇和1％甘油的防潮效果。
2.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分别设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为33％。每隔一定时间记录样品的重量至最后烟丝重量变化≤5mg后终止记录，按照下式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH33％条件下不同时间静置后所得保湿率如表15所示，所得不同样品在RH33％条件下的保湿率曲线如图16所示。
表15添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000172
Figure BDA0003169428920000181
由表15和图16可以看出，在低湿33％RH条件下，添加常规保润剂1％甘油和1％丙二醇对烟丝有保润效果。当添加1％PCP40-60-85多花黄精多糖保润剂时，烟丝在12h时的含水率低于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝，其在12h内的含水率变化量为8.03％，接近添加1％甘油的烟丝，小于添加1％丙二醇的烟丝，表明1％PCP40-60-85多花黄精多糖的保润性接近甚至优于常规保润剂。当PCP40-60-85多糖质量浓度增加至2％时，对烟丝的保润效果更为明显，在12h时，烟丝的含水率优于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝，并且，12h内的含水率变化量小于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝，其保润效果明显优于甘油和丙二醇。
实施例7
1.电子舌评价
电子舌是模拟人的舌头及其神经系统的信息处理过程的智能味觉仿生系统，电子舌由味觉传感器阵列、信号采集系统和模式识别系统三大部分组成。卷烟制备：按照烟丝与保润剂溶液为5：1(g/mL)添加量添加1wt％甘油、2wt％实施例2得到的PCP85保润剂溶液或等量水的3种烟丝打成卷烟。每种卷烟打2盒，每盒20支，分成2组，置于22℃，RH60％的条件下平衡48h。
平衡48h后将烟丝在吸烟机上按照GB/T 19609-2004的卷烟标准抽吸条件进行燃吸，用剑桥滤片对主流烟气进行截留，每一个滤片截留20支卷烟，烟气使用人工唾液进行收集，然后定容至烟丝与人工唾液0.1g/mL，用于电子舌感官评价；电子舌感官评价每个样进行3个平行实验。添加不同保润剂的烟丝经过电子舌的感官数据见表16。
表16添加不同保润剂的烟丝经过电子舌的感官数据
Figure BDA0003169428920000191
由表16和图17可以得出，从电子舌不同的味感分析，添加烟丝后人工唾液的甜味要降低很多，并且苦味也有所增加，但是添加2％多花黄精多糖保润剂的烟丝后苦味要有所改善，并且苦的回味和咸味也有所减低降低，甜味之所以没有提高，从单糖组成也可看出甜味的糖较少。综上可知添加后烟丝的口感有所改善，苦味减弱，涩味也有所降低，并未给烟丝口感带来不好的效果。
2.添加多花黄精多糖保润剂烟草燃吸香气分析
卷烟制备：按照烟丝与保润剂溶液为5：1(g/mL)添加量添加1wt.％甘油、2wt.％实施例2得到的PCP85保润剂溶液或等量水的3种烟丝打成卷烟。每种卷烟打2盒，每盒20支，分成2组，置于22℃，RH60％的条件下平衡48h。
平衡48h后将烟丝在吸烟机上按照GB/T 19609-2004的卷烟标准抽吸条件进行燃吸，用剑桥滤片对主流烟气进行截留，每一个滤片截留20支卷烟，烟气使用二氯甲烷进行捕集抽吸，抽吸完将剑桥滤片和二氯甲烷移入锥形瓶中，在低温10℃萃取3h，将萃取液定容至100mL，添加0.15474g的内标物十七烷，进行氮吹，加入无水硫酸镁干燥，取2mL萃取液经0.45μm微孔有机滤膜过滤后，进行GC-MS检测。
色谱条件：Agilent 19091S色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)；进样量：0.2μL；进样口温度：250℃；分流比：5:1；流速：1mL/min；升温程序：从50℃以4℃/min升温至300℃，保持10min；溶剂延迟：6min。
质谱条件：质谱传输线温度：280℃；离子源温度：230℃；电离方式：EI；电子能量：7eV；四极杆温度：150℃；扫描范围：30m/z～300m/z。
添加多花黄精多糖保润剂烟草燃吸香气分析结果如表17所示。
表17添加多花黄精多糖保润剂烟草燃吸香气分析结果
Figure BDA0003169428920000201
Figure BDA0003169428920000211
Figure BDA0003169428920000221
Figure BDA0003169428920000231
由表17可以看出，挥发性成分中含量最高的为含氮化合物，其中大部分为尼古丁(烟碱)，含量为1643.47μg/g～2602.58μg/支，烟碱的含量越大，烟气则具有更浓烈的香气、吃味和劲头，但含量过高则会导致烟气刺激性过大，产生辛辣味。GC-MS数据结果显示，3个样品的主流烟气粒相物中共鉴定出了85种主要的挥发性成分，包括含氮杂环类、醇类、酸类、酮类、酚类、酯类、呋喃类以及烃类化合物。不同保润剂对烟气成分的种类没有影响，但每个种类的化合物数目与含量则存在差异。添加甘油烟丝中，酚类、酮类、烃类与空白组比较没有明显变化，但使其他组分的化合物数目有所下降。添加2％多花黄精多糖保润剂后，含氮类、酸类酯类化合物数目下降，呋喃、酚类、酮类、烃类均有增加趋势。呋喃类、酚类、酮类、烃类物质主要来源于烟草中糖类的热解，与卷烟香气相协调，是重要的烟气香味成分。上述物质的增多不仅可以丰富烟气的饱满度，同时也可以增加口感。
对比例1
将80目的多花黄精根茎粉体和热水以料液比1g：27mL混合热提，混合热提温度为79℃；混合时间为1.6h，获得多花黄精多糖热提取液，将提取液浓缩至原体积的20％，向提取液中添加无水乙醇，使提取液中乙醇浓度达到40％，在4℃条件下，醇沉过夜，离心，收集沉淀，将沉淀进行冷冻干燥，得到多花黄精多糖烟草保润剂PCP-40。
采用对比例1所得多花黄精多糖烟草PCP-40进行烟草防潮保润样品溶液制备：将PCP-40和去离子水混合分别制备得到质量分数为0.5％，1％，2％的多花黄精多糖水溶液。同时，分别以1wt.％的丙二醇溶液和1wt.％的甘油溶液为对照样品，空白对照为纯净水。
1.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，将称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为81％，每隔一定时间记录样品的重量，按照以下公式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH81％条件下不同时间静置后所得吸湿率如表18所示，所得不同样品在RH81％条件下的吸湿率曲线如图18所示。
表18添加不同保润剂的烟丝在RH81％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000241
Figure BDA0003169428920000251
由表18和图18可以看出，在RH81％条件下，添加不同保润剂的烟丝含水率都要低于未添加保润剂的烟丝，表明添加保润剂后能够改善烟丝在高湿的吸水特性。同时添加2％的PCP-40多糖保润剂的烟丝防潮效果和添加1％丙二醇和1％的甘油的烟丝防潮效果相差不多，但其防潮效果不及实施例4中PCP40-60在相同浓度下的防潮效果。
2.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分别设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为33％。每隔一定时间记录样品的重量至最后烟丝重量变化≤5mg后终止记录，按照以下公式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH33％条件下不同时间静置后所得保湿率如表19所示，所得不同样品在RH33％条件下的保湿率曲线如图19所示。
表19添加不同保润剂的烟丝在RH33％条件下不同时刻的含水率
Figure BDA0003169428920000252
Figure BDA0003169428920000261
由表19和图19可以看出，在低湿33％RH条件下，添加常规保润剂1％甘油和1％丙二醇对烟丝有保润效果。添加0.5％和1％的多花黄精多糖保润剂的烟丝在12h时的含水率低于添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝含水率。当PCP40多糖质量浓度增加至2％时，其在12h时的含水率为与添加1％甘油和1％丙二醇的烟丝相差不多，表明质量浓度2％的PCP40多糖的保润效果和1％甘油和1％丙二醇的保润效果一致，效果不及实施例4中PCP40-60在相同浓度下的保润效果。
3.分别将对比例1得到的PCP-40、实施例4得到的PCP40-60多糖、实施例5得到的PCP40-85多糖以及实施例6得到的PCP40-60-85多糖和去离子水混合分别制备得到质量分数为2％的多花黄精多糖水溶液。同时，分别以1wt.％的丙二醇溶液和1wt.％的甘油溶液为对照样品，空白对照为纯净水。
分别称7组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，将称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为81％，每隔一定时间记录样品的重量，按照以下公式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH81％条件下不同时间静置后所得吸湿率如表20所示，所得不同样品在RH81％条件下的吸湿率曲线如图20所示。
表20不同样品在RH81％条件下的含水率
Figure BDA0003169428920000262
Figure BDA0003169428920000271
由表20和图20可以看出，在RH81％条件下，可知添加2％PCP40多花黄精多糖烟丝的防潮效果和添加1％甘油的烟丝基本一致，其防潮效果不及其他三种多糖。其中，添加2％PCP40-85和2％PCP40-60-85烟丝的防潮效果相差不多，且防潮效果在这四种防潮剂中最好。
2.分别称6组干燥后的烟丝，每组15.0g烟丝，喷洒不同样品溶液3.0mL，喷洒过程中将烟丝搅拌均匀，然后每组分别设置三个平行试验，每个平行试验中有5g烟丝，称量瓶烘干称重，将烟丝放入称量瓶中，称量瓶放入22℃，RH60％的恒温恒湿箱中平衡48h，然后调节恒温恒湿箱温度为22℃，RH为33％。每隔一定时间记录样品的重量至最后烟丝重量变化≤5mg后终止记录，按照以下公式计算烟丝的含水率：
烟丝含水率＝((t时刻样品质量-样品干基质量)/样品干基质量)×100％。
所得不同样品在RH33％条件下不同时间静置后所得保湿率如表21所示，所得不同样品在RH33％条件下的保湿率曲线如图21所示。
表21不同样品在RH33％条件下的含水率
Figure BDA0003169428920000272
Figure BDA0003169428920000281
由表21和图21可以看出，在RH33％条件下，添加2％PCP40-60烟丝的保润效果最好，其次是PCP40-60-85和PCP40-85，并且PCP40-60-85和PCP40-85的效果一致，要高于添加1％的甘油和丙二醇。同时2％PCP-40在四种多糖中保润效果最差，但仍然优于1％的甘油。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多花黄精多糖作为烟草保润剂和/或防潮剂的应用，其特征在于，所述多花黄精多糖的数均分子量在2×103～8×105Da且重均分子量在2×103～10×105Da；
多花黄精多糖的提取方法，包括以下步骤：
步骤1：将多花黄精根茎粉体和热水混合进行热提，所得提取液浓缩后加入乙醇进行预醇沉，离心分离后得到第一上清液；所述的预醇沉体系中的乙醇体积浓度为20～40％；
步骤2：在第一上清液中加入乙醇进行第一醇沉，离心分离后得到第二上清液；所述的第一醇沉体系中的乙醇体积浓度为40～45％；
步骤3：第二上清液至少进行一次醇沉，离心分离后得到的沉淀物为多花黄精多糖；所述醇沉体系中的乙醇体积浓度为60％或85％。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤1中的多花黄精根茎粉体的质量和热水的体积比为1g:10～30mL；所述的多花黄精根茎粉体的粒径≤0.250mm。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤1中热提的温度为60～100℃，时间为1～5h。
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤1中的提取液浓缩至原体积的15～30％；所述的预醇沉的条件为：温度1～4℃，沉淀时间5～12h。
5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤2中的第一醇沉和步骤3中的醇沉的条件均为：温度1～4℃，沉淀时间5～12h。
6.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤1～3中的离心分离的条件为：离心转速5000～8000r/min，离心时间20～40min。
7.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用中多花黄精多糖的添加量为烟草重量的0.1～0.6wt％。
8.一种多花黄精多糖作为烟草保润剂和/或防潮剂的应用，其特征在于，所述多花黄精多糖的数均分子量在2×103～8×105Da且重均分子量在2×103～10×105Da；
多花黄精多糖的提取方法，包括以下步骤：
步骤1：将多花黄精根茎粉体和热水混合进行热提，所得提取液浓缩后加入乙醇进行预醇沉，离心分离后得到第一上清液；所述的预醇沉体系中的乙醇体积浓度为20～40％；
步骤2：在第一上清液中加入乙醇进行第一醇沉，离心分离后得到第二上清液；所述的第一醇沉体系中的乙醇体积浓度为40～45％；
步骤3：对第二上清液进行两次醇沉，两次醇沉后得到的沉淀物为多花黄精多糖；所述的两次醇沉中，第一次醇沉体系的乙醇体积浓度为60％，第二次醇沉体系的乙醇体积浓度为85％。
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